tag 标签: 工频干扰

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    2017-7-24 09:02
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    某研究所用户在使用示波器进行测量时,发现有很大的噪声干扰,如下图所示,无法进行正常的测试,不是是否设备损坏? 问题分析:示波器自身会有一定的本底噪声,但在200mv/格的量程下其噪声的峰峰值通常不会超过半格(和示波器自身以及使用的探头有关)。目前的噪声幅度明显过大,而且有一定的周期性,应该是受到了某种干扰。分析干扰信号的周期,大概在20ms左右,相当于50Hz,是明显的220V交流电的工作频率,因此怀疑是交流电源输入端的干扰。如下图所示,断开被测设备,干扰仍然存在,因此判断干扰应该来源于电源线或者示波器内部。 现场检查时发现示波器外壳有带电现象,结合干扰信号的50Hz频率,怀疑接地有问题。于是逐一检查电源线和插线板,终于发现干扰信号的原因:用户错误使用了徳标(欧标)的电源线。如下图所示。 台式测量仪表都使用单相三线制的电源线,也就是说正常的交流电源线应该有3个接触点:火线、零线、地线。如下图所示,徳标电源线有2个伸出的圆柱形接触点(火线、零线)以及侧面的弹簧片(地线),可以插在国标电源插线板上。但是由于国标插座没有侧面的弹簧片,因此徳标的电源线虽然可以插在国标的插线板上,但此时地线是没有连接的,因此造成仪表机壳带电以及交流电源的干扰。 更换仪器本身自带的国标电源线后,示波器上的干扰信号消失,可以正常进行信号测试。经询问,用户的徳标电源线是随同一台购买的德国设备进口的,由于没有注意到电源线间的差异,所以也没有配备专门的转换插头。用户很多设备的电源线都混在一起,在使用示波器时把这根电源线拿过来用时发现上述问题。 问题总结:一般采用金属屏蔽外壳的台式仪表都使用单相三线制的电源线(个别大功率仪表会使用三相4线制电源线),其电源线上的三个接触点分别连接火线(Line)、零线(Neutral)和地线(GND),而地线通常是和大地以及金属外壳连接在一起。如下图所示是典型的交流电源输入端的滤波电路,滤波电容CY1和CY2主要提供共模噪声的泄放回路。如果GND没有真正连接大地,一方面会造成电源产生的共模噪声无法泄放,另一方面会使机壳带电(比如对于220V的交流电来说,如果GND没有连接大地,机壳上可能会带110V的电压),对人体的安全造成危害。另外机壳没有接地也会造成静电无法泄放,造成设备很容易损坏。有些用户的贵重的仪器设备在正常使用环境下频繁出现故障和损坏,很多都和接地不良或使用了错误的电源线、插线板有关。